要求使用 R7 來將 A1 輸出隔離于大電容負載 C3，目的是維持閉環穩定性。具體要求值取決于 A1 的單位增益帶寬 fT 以及 R6 和 C3 的值。R7 的有效近似值計算方法如下：

　　A1 必須具有相當寬的頻率響應，并且其轉換速率要明顯快于HART梯形波形。OPA2374 是 TI 一種低成本的雙運算放大器，其擁有 5 V/μs 的高轉換速率和fT = 6.5 MHz 的單位增益帶寬。另外，放大器輸出具有軌到軌驅動能力，其典型靜態電流為每個放大器 585 μA。

　　第二個放大器 A2 把 HART 信號疊加于可變 DC 電壓 VDC 上。A2 輸出電壓VOUT 變為：

　　使 R8 到 R11 值相等，可將上面方程式簡化為：

　　由于 VHART 由一個 200Mv 梯形波形（圍繞　VREF　對稱擺動）組成，因此 A2輸出僅包含疊加在可變 DC 電平上的小HART波形。將VOUT送入TI的XTR115電壓到電流轉換器，可使每個 200mV VDC 相當于 1Ma 電流。因此，把　VDC從 0.8V 變為 4.0V，相當于一個 4-20Ma 電流范圍。

　　電阻器 R8 到 R11 值應足夠大，以最小化對 C3 充電電流的負載影響，但是又不能太大，以免 A2 輸入偏差電流引起誤差。適當的電阻值可將 VREF 從 VOUT 完全消除，這樣 VOUT = VDC ± 100 mV。因此，R4 和 R5 取值不當，或者電壓電源存在差異，都不會對 VOUT 的 DC 電流產生太大影響。

　　XTR115 是一種雙線、精密、電流輸出轉換器，其通過一個工業標準電流環路發送模擬 4-20mA 信號。這種器件擁有精確的電流調節和輸出電流限制功能。它的片上5V電壓調節器用于為外部電路供電。為了確保對輸出電流IOUT的控制，電流返回引腳IRET起到一個本地接地的作用，并對外部電路中使用的所有電流進行檢測。它的輸入級擁有 100 的電流增益，其由兩個激光修整增益電阻器 RG1 和 RG2 設置：

　　因此，輸入電流 IIN 產生輸出電流 IOUT，其等于 IIN × 100。IIN 的電勢為 0（參考 IRET）時，把輸入電壓轉換為規定輸出電流所要求的電阻器值為：

　　因此，將200mVPP HART電壓轉換為1mA電流，要求輸入電阻為：

　　另外，RIN對4-20mA電流范圍的輸入電壓范圍定義如下：

　　以及：

　　圖 3 HART 發送器信號通路的信號電壓

　　結論

　　簡單運算放大器電路可用于為傳統 4-20mA 電流環路設計一個低成本的　HART 發送器。

　　圖 3 顯示了 2V DC 輸入時 HART 傳輸期間不同測試點的信號電壓。匹配差分放大器 A2 的電阻器，移除了輸出信號的 VREF 分量。因此，基準電壓偏差對VOUT 沒有影響。這樣，輸出信號便圍繞 2V DC 輸入做對稱擺動。

　　參考資料

　　1、《HART介紹》（在線版），模擬服務公司（1999年8月9日），地址：www.analogservices.com/about_part0.htm

　　2、《工業自動化解決方案：傳感器與現場發送器》，德州儀器公司（2012年3月9日）

　　3、《運算放大器性能優化》，作者Jerald G. Graeme，發表于1996年12月1日第一版《紐約：McGraw-Hill專業版》。

　　相關網站

　　接口技術：www.ti.com.cn/lsds/ti_zh/analog/interface.page

　　OPA2374：www.ti.com.cn/product/cn/OPA2374

　　SN74AHC00：www.ti.com.cn/product/cn/SN74AHC00

　　XTR115：www.ti.com.cn/product/cn/XTR115